1. 為什麼天空會出現彩虹
夏日的午后，天氣悶熱，烏云密布，雷電交加，接著就下起了瓢潑大雨。雨過天晴，天空中常常會出現一條孤形的彩帶，這就是通常所說的彩虹。在古代，曾流傳過許多有關彩虹的傳說。有的說它是歡樂女神的笑容，有的說它是光明之神的寶弓……總之，彩虹被蒙上了一層神秘的色彩。
多少年來，彩虹的形成一直是個謎。直到17世紀，這個謎才被捷克科學家瑪爾其揭開。一天，瑪爾其拿了一塊磨成三角柱狀的玻璃（即三棱鏡）做試驗，讓陽光從關閉著的百葉窗縫隙間透過，并把三棱鏡放在陽光透過的地方，結果在對面的墻上出現了一條彩色的光帶：紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種光色依次排列，就像彩虹的光帶一樣。后來，英國科學家牛頓也做過多次試驗，進一步證實了三棱鏡能把白光分解成各色光線，同時他還解釋了彩虹形成的科學道理。
原來，彩虹是陽光以一定的角度照射在水滴上發生折射和反射而形成的。雨后，天空中布滿了小水滴，這是一種天然的三棱鏡。陽光透過水滴時，由于折射和反向作用，被分解成七色光，只要太陽角度適當，就能看到美麗的弧形彩帶。如果空氣干燥，或者天空中只有微小的水滴，那就不會形成彩虹。一般來說，水滴越大，虹帶越窄，色彩越鮮明；反之，水滴越小，虹帶越寬，色彩就暗淡。有時，我們可以看到天空有兩條彩虹：一條叫主虹，色彩鮮艷，里面是紫色，外面是紅色；另一條叫副虹（又叫霓），里面是紅色，外面是紫色，虹色較淡。這種現象是由于陽光透過水滴時，發生兩次折射和反射的緣故。
那麼，我們所看到的彩虹，為什麼總是按照從紅到紫的順序排列呢？這是因為，所有的小水滴都排列在一個圓周上。圓周上的水滴與太陽、人眼的相對位置都相同時，從這些水滴里折射出的彩色光線，才能投射到人眼里。當這些水滴所產生的彩色光線合在一起時，人們才可以看到一條五彩繽紛的色彩光帶。不同顏色的光，在水滴上折射的程度是各不相同的，折射程度最小的是紅光，依次是橙、黃、綠、靛，折射程度最大的是紫光。因此，我們所見到的七彩光帶，總是按照一定的順序排列的
2. 空中為什麼會出現彩虹為什麼呢
彩虹是氣象中的一種光學現象.當陽光照射到半空中的水珠，光線被折射及反射，在天空上形成拱形的七彩的光譜.彩虹的七彩顏色究竟是哪七種有不同的說法，中國最普遍的說法是（從外至內）：紅、橙、黃、綠、青、藍、紫.西方的說法是：紅、橙、黃、綠、藍、靛 （Indigo）、紫，源于科學家牛頓分解七原色后取的名字. 其實只要有空氣中有水滴，而陽光正在觀察者的背后以低角度照射，便可能產生可以觀察到的彩虹現象.彩虹最常在下午，雨后剛轉天晴時出現.這時空氣內塵埃少而充滿小水滴，天空的一邊因為仍有雨云而較暗.而觀察者頭上或背后已沒有云的遮擋而可見陽光，這樣彩虹便會較容易被看到.另一個經常可見到彩虹的地方是瀑布附近.在晴朗的天氣下背對陽光在空中灑水或噴灑水霧，亦可以人工制造彩虹. 晚虹是一種罕見的現象，在月光強烈的晚上可能出現.由于人類視覺在晚間低光線的情況下難以分辦顏色，故此晚虹看起來好像是全白色. 原理 造成彩虹的光學原理彩虹是因為陽光射到空中接近球形的小水滴，造成色散及反射而成.陽光射入水滴時會同時以不同角度入射，在水滴內亦以不同的角度反射.當中以40至42度的反射最為強烈，造成我們所見到的彩虹.造成這種反射時，陽光進入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后離開水滴時再折射一次.因為水對光有色散的作用，不同波長的光的折射率有所不同，藍光的折射角度比紅光大.由于光在水滴內被反射，所以觀察者看見的光譜是倒過來，紅光在最上方，其他顏色在下. 雙重彩虹，外圈為霓，內圈為虹 雨后紐倫堡上空的雙道彩虹很多時候會見到兩條彩虹同時出現，在平常的彩虹外邊出現同心，但較暗的副虹（又稱霓）.副虹是陽光在水滴中經兩次反射而成.兩次反射最強烈的反射角出現在50°至53°，所以副虹位置在主虹之外.因為有兩次的反射，副虹的顏色次序跟主虹反轉，外側為藍色，內側為紅色.副虹其實一定跟隨主虹存在，只是因為它的光線強度較低，所以有時不被肉眼察覺而已（ 虹其實并非出現在半空中的特定位置.它是觀察者看見的一種光學現象，彩虹看起來的所在位置，會隨著觀察者而改變.當觀察者看到彩虹時，它的位置必定是在太陽的相反方向.彩虹的拱以內的中央，其實是被水滴反射，放大了的太陽影像.所以彩虹以內的天空比彩虹以外的要亮.彩虹拱形的正中心位置，剛好是觀察者頭部影子的方向，虹的本身則在觀察者頭部的影子與眼睛一線以上40°至42°的位置.因此當太陽在空中高于42度時，彩虹的位置將在地平線以下而不可見.這亦是為甚麼彩虹很少在中午出現的原因. 彩虹由一端至另一端，橫跨84°.以一般的35mm照相機，需要焦距為19mm以下的廣角鏡頭才可以用單格把整條彩虹拍下.倘若在飛機上，會看見彩虹會是完整的圓形而不是拱形，而圓形彩虹的正中心則是飛機行進的方向. 蘇格蘭上空的雙重彩虹1307年時歐洲已有人提出彩虹是由水滴對陽光的折射及反射而造成.笛卡爾在1637年發現水滴的大小不會影響光線的折射.他以玻璃球注入水來進行實驗，得出水對光的折射指數，用數學證明彩虹的主虹是水點內的反射造成，而副虹則是兩次反射造成.他準確計算出彩虹的角度，但未能解釋彩虹的七彩顏色. 后來牛頓以玻璃菱鏡展示把太陽光散射成彩色之后，關于彩虹的形成的光學原理才全部被發現.。
3. 天空出現彩虹是什麼原因
彩虹形成原因
彩虹是因為陽光射到空中接近圓形的小水滴，造成色散及反射而成。陽光射入水滴時會同時以不同角度入射，在水滴內亦以不同的角度反射。當中以40至42度的反射最為強烈，形成我們所見到的彩虹。形成這種反射時，陽光進入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后離開水滴時再折射一次。因為水對光有色散的作用，不同波長的光的折射率有所不同，藍光的折射角度比紅光大。由于光在水滴內被反射，所以觀察者看見的光譜是倒過來，紅光在最上方，其他顏色在下。
其實只要空氣中有水滴，而陽光正在觀察者的背后以低角度照射，便可能產生可以觀察到的彩虹現象。彩虹最常在下午，雨后剛轉天晴時出現。這時空氣內塵埃少而充滿小水滴，天空的一邊因為仍有雨云而較暗。而觀察者頭上或背后已沒有云的遮擋而可見陽光，這樣彩虹便會較容易被看到。另一個經常可見到彩虹的地方是瀑布附近。在晴朗的天氣下背對陽光在空中灑水或噴灑水霧，亦可以人工制造彩虹。
空氣里水滴的大小，決定了彩虹的色彩鮮艷程度和寬窄。空氣中的水滴大，虹就鮮艷，也比較窄；反之，水滴小，虹色就淡，也比較寬。我們面對著太陽是看不到彩虹的，只有背著太陽才能看到彩虹，所以早晨的彩虹出現在西方，黃昏的彩虹總在東方出現。可我們看不見，只有乘飛機從高空向下看，才能見到。虹的出現與當時天氣變化相聯系，一般我們從虹出現在天空中的位置可以推測當時將出現晴天或雨天。東方出現虹時，本地是不大容易下雨的，而西方出現虹時，本地下雨的可能性卻很大。
彩虹的明顯程度，取決于空氣中小水滴的大小，小水滴體積越大，形成的彩虹越鮮亮，小水滴體積越小，形成的彩虹就不明顯。一般冬天的氣溫較低，在空中不容易存在小水滴，下雨的機會也少，所以冬天一般不會有彩虹出現。
彩虹其實并非出現在半空中的特定位置。它是觀察者看見的一種光學現象，彩虹看起來的所在位置，會隨著觀察者而改變。當觀察者看到彩虹時，它的位置必定是在太陽的相反方向。彩虹的拱以內的中央，其實是被水滴反射，放大了的太陽影像。所以彩虹以內的天空比彩虹以外的要亮。彩虹拱形的正中心位置，剛好是觀察者頭部陰影的方向，虹的本身則在觀察者頭部的影子與眼睛一線以上40°至42°的位置。因此當太陽在空中高于42度時，彩虹的位置將在地平線以下而看不見。這亦是為什麼彩虹很少在中午出現的原因。
彩虹由一端至另一端，橫跨84°。以一般的35mm照相機，需要焦距為19mm以下的廣角鏡頭才可以用單格把整條彩虹拍下。倘若在飛機上，會看見彩虹是原整的圓形而不是拱形，而圓形彩虹的正中心則是飛機行進的方向。
晚虹是一種罕見的現象，在月光強烈的晚上可能出現。由于人類視覺在晚間低光線的情況下難以分辦顏色，故此晚虹看起來好像是全白色。
